玻璃幕墙设计计算书

玻璃幕墙设计计算书

1. 设计依据:

1.1 相关国家标准:

1.1.1 玻璃幕墙工程技术规范(JGJ 102-2003)

1.1.2 建筑结构荷载规范(GB 50009-2001)

1.1.3 钢结构设计规范(GB 50017-2003)

1.1.4 混凝土结构设计规范(GB 50010-2002)

1.2 业主提供的相关资料:

1.2.1 招标书

1.2.2 建筑及结构施工图

1.2.3 其它有关资料

2. 幕墙材料选择:

2.1 玻璃选择:

2.1.1 玻璃类型: 单层

2.1.2 玻璃种类: 钢化玻璃

2.1.3 选用玻璃尺寸:

厚度t k=8 (mm)

高度h k=3.8 (m)，宽度b k=1.36 (m)

玻璃短边长度a=1.36 (m)，长边长度b=3.8 (m)

玻璃短边÷长边=a/b=.358

2.1.4 选用玻璃的强度设计值:

大面强度f gm=84 (MPa)

侧面强度f gb=58.8 (MPa)

2.1.5 选用玻璃的相关物理指标:

弹性模量: E g=72000 (MPa)

线胀系数: α=.00001

泊松比: ν=.2

重力密度: γg=25.6(kN/m3)

2.2 幕墙龙骨材质选择: 铝合金6063-T5

2.2.1 铝型材的强度设计值:

抗拉、压强度设计值f at=85.5 (MPa)

抗剪强度设计值f av=49.6 (MPa)

局部承压强度设计值f ac=120 (MPa)

2.2.2 铝型材的相关物理指标:

弹性模量: E a=70000 (MPa)

线胀系数: αa=.0000235

重力密度: γa=28 (kN/m3)

2.2.3 铝合金立柱和横梁的挠度控制:

相对挠度: ≤1/180

3. 幕墙荷载:

3.1 荷载标准值:

3.1.1 永久荷载标准值:

3.1.1.1 玻璃自重荷载标准值:

q gk0=t0×γg/1000=.205 (kPa)

其中: t0为玻璃片总厚度，t0=8 (mm)

3.1.1.2 铝框自重荷载标准值: 初估q gak=0.2×q gk0

q gak=0.2×q gk0=.041 (kPa)

3.1.1.3 玻璃与铝框自重荷载标准值:

q gk=q gk0+q gak=.246 (kPa)

3.1.2 风荷载标准值:

3.1.2.1 基本风压: w0=0.75 (kPa) （50年一遇）

3.1.2.2 风荷载体形系数: μs=1.2

3.1.2.3 风荷载高度系数: μz=.74

地面粗糙度类别: C类

距地面高度: 12 (m)

3.1.2.4 阵风系数: βz=2.049

3.1.2.5 结构重要性系数: γ=1

3.1.2.6 风荷载标准值: w k=γβzμzμs w0=1.36 (kPa)

3.1.3 地震作用标准值:

3.1.3.1 抗震设防烈度: 7

设计基本地震加速度: 0.10g

3.1.3.2 地震影响系数最大值: αmax= .08

3.1.3.3 地震动力放大系数: βe= 5

3.1.3.4 垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用标准值:

q ek=βeαmax q gk=.098 (kPa)

4. 幕墙计算:

幕墙类型: 隐框

幕墙与水平面的夹角: α=90°

4.1 幕墙玻璃计算:

幕墙玻璃的支承条件:四边简支

玻璃按四边简支板计算

玻璃的厚度: t=8 (mm)

4.1.1 玻璃强度计算:

4.1.1.1 在风荷载标准值作用下, 玻璃板中部的应力:

按a/b=.358，

查得四边简支玻璃板的弯矩系数: m= .1154

σwk=6mw k a2/t2=27.21 (MPa)

4.1.1.2 在地震作用标准值作用下, 玻璃板中部的应力:

σek=6mq ek a2/t2=1.96 (MPa)

4.1.1.3 考虑玻璃板在外荷载作用下大挠度变形的影响，玻璃板

的应力折减系数η:

由θ=(w k+0.5q ek)a4/(E g t4)=16.3

查得玻璃板的应力折减系数: η=.935

4.1.1.4 玻璃板中部的组合应力:

σ=η(ψwγwσwk+ψeγeσek)

=36.81 (MPa)

其中: η: 应力折减系数=.935

γw: 风荷载分项系数=1.4

γe: 地震作用分项系数=1.3

ψw: 风荷载组合值系数=1.0

ψe: 地震作用组合值系数=0.5

4.1.2 玻璃刚度计算:

玻璃板中部的挠度:

u=η(μw k a4)/D=16.2 (mm)

<玻璃板短边边长的1/60=22.7 (mm) (满足) 其中: η: 挠度折减系数

由θ=w k a4/(E g t4)=15.8, 查得: η=.937

μ:四边简支玻璃板的挠度系数

由a/b=.358, 查得: μ=.01189

D:玻璃板的刚度

D=E g t3/[12×(1-ν2)]=3200000 (N·mm)

4.2 硅酮结构密封胶计算:

4.2.1 硅酮结构密封胶粘接宽度计算:

结构胶在风荷载或地震作用下的强度设计值: f1=.2 (MPa)

结构胶在永久荷载作用下的强度设计值: f2=.01 (MPa)

4.2.1.1 在风荷载和水平地震作用下，结构胶粘接宽度

c s1=(w+0.5q e)a/(2000f1)=6.7 (mm)

其中: w--风荷载设计值，w=1.4w k=1.9 (kPa)

q e--地震作用设计值，q e=1.3q ek=.13 (kPa)

a--玻璃板短边长度，a=1360 (mm)